脑瘤的弱点确认

麻省理工学院的生物学家和怀特黑德生物医学研究所的脑癌细胞发现了一个漏洞可以被利用来开发更有效的药物对脑部肿瘤。

怀特黑德研究所领导的研究中,研究人员和麻省理工学院的科赫研究所综合癌症研究,发现胶质母细胞瘤肿瘤细胞的一个子集依赖一个特定的酶,这种酶分解氨基酸甘氨酸。没有这种酶,有毒代谢副产品建立在肿瘤细胞内,他们死。

阻止这种酶在胶质母细胞瘤细胞对抗肿瘤,可以提供一个新的方法Dohoon Kim说,怀特黑德研究所博士后,该研究的第一作者,在大自然的4月8日的在线版。

麻省理工学院的生物学教授大卫•萨巴蒂和怀特黑德研究所的成员,是文章的资深作者。马修·范德Heiden艾森和Chang副教授职业发展生物学和科赫研究所的一员,也导致了研究,连同他的实验室的成员。

GLDC引起研究者的注意,因为他们研究的疾病被称为“先天性代谢缺陷,”发生在细胞缺失某些代谢酶。许多这些障碍具体影响大脑发育;其中最常见的是苯丙酮尿,,无法分解氨基酸苯丙氨酸。这类患者必须避免吃苯丙氨酸防止智力障碍和癫痫等问题。

GLDC产生障碍的损失称为nonketotic hyperglycinemia,导致甘氨酸在大脑中建立,并可能导致严重的精神发育迟滞。GLDC也经常活跃在某些细胞的胶质母细胞瘤,最常见也最积极的类型的脑肿瘤中发现的人类。

研究者发现GLDC,分解氨基酸甘氨酸,只在胶质母细胞瘤细胞中也有高水平的基因称为SHMT2,将氨基酸丝氨酸转换为甘氨酸。这些细胞是如此依赖GLDC,当他们失去它,他们死亡。

进一步的调查显示,SHMT2癌细胞表达最高,生活在所谓的缺血区域——地区非常低的氧气和营养。这些地区往往发现肿瘤的中心,是无法进入血管。事实证明,在这种低氧环境下,SHMT2给细胞生存的优势,因为它可以间接地影响一种叫做PKM2的酶的活动,这是细胞的机械的一部分分解葡萄糖。

PKM2的监管可以影响细胞是否可以生成材料建立新的癌细胞,但同样的监管也影响氧气的消耗,在缺血性地区一种稀缺资源。

“细胞高SHMT2活动PKM2活性较低,因此耗氧率低,这使得它们更适合生存在缺血性肿瘤微环境,”金说。

然而,这种高度活跃SHMT2还生产大量的甘氨酸,细胞必须使用GLDC分解。没有GLDC,甘氨酸进入一个不同的代谢途径产生有毒产品,积累和杀死细胞。

发现还提出了一种可能性,这些GLDC-dependent细胞可以用药物杀死块GLDC活动,据研究人员介绍,他们正在寻求潜在的药物化合物,可以做到这一点。